Wissenschaft

Sinkt oder schwimmt schweres Wassereis?

Während normales Eis im Wasser schwimmt. sinken schwere Wassereiswürfel in normalem Wasser. Es wird jedoch erwartet, dass Eis aus schwerem Wasser in einem Glas schwerem Wasser schwimmt.

Schweres Wasser ist Wasser, das unter Verwendung des Wasserstoffisotops Deuterium anstelle des üblichen Isotops (Protium) hergestellt wird. Deuterium hat ein Proton und ein Neutron, während Protium nur das Proton in seinem Atomkern hat. Dies macht Deuterium doppelt so massiv wie Protium.

 

Mehrere Faktoren beeinflussen das Verhalten von schwerem Wassereis

Deuterium bildet stärkere Wasserstoffbrücken als Protium, daher ist zu erwarten, dass die Bindungen zwischen Wasserstoff und Sauerstoff in schweren Wassermolekülen die Packung schwerer Wassermoleküle beeinflussen, wenn sich die Substanz von einer Flüssigkeit in einen Feststoff ändert.

  1. Obwohl Deuterium massereicher als Protium ist, ist die Größe jedes Atoms gleich, da es die Elektronenhülle ist, die seine Atomgröße bestimmt, nicht die Größe des Atomkerns.
  2. Jedes Wassermolekül besteht aus einem Sauerstoff, der an zwei Wasserstoffatome gebunden ist, sodass zwischen einem schweren Wassermolekül und einem regulären Wassermolekül kein großer Massenunterschied besteht, da der größte Teil der Masse vom Sauerstoffatom stammt. Gemessen ist schweres Wasser etwa 11% dichter als normales Wasser.

Während Wissenschaftler vorhersagen konnten, ob schweres Wassereis schwimmen oder sinken würde, waren Experimente erforderlich, um zu sehen, was passieren würde. Es stellt sich heraus, dass schweres Wassereis in normalem Wasser versinkt. Die wahrscheinliche Erklärung ist, dass jedes schwere Wassermolekül etwas massereicher als ein normales Wassermolekül ist und schwere Wassermoleküle bei der Bildung von Eis dichter als normale Wassermoleküle sein können.

Similar Posts

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.